專利名稱：對好氧微生物發(fā)酵培養(yǎng)基或流加物連續(xù)消毒殺菌系統(tǒng)進(jìn)行帶壓熱水消毒工藝及設(shè)備管路配置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微生物エ業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是ー種用于針對好氧微生物在エ業(yè)生產(chǎn)中對發(fā)酵培養(yǎng)基或流加物連續(xù)消毒殺菌系統(tǒng)(簡稱連消系統(tǒng))進(jìn)行帶壓高溫?zé)崴镜?エ藝(又稱帶壓水消)及設(shè)備管路配置
背景技術(shù)：
在以發(fā)酵工程為核心內(nèi)容的生物技術(shù)在不斷發(fā)展的今天，借助微生物培養(yǎng)進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)已涉及醫(yī)藥、化工、輕エ、能源、環(huán)保等領(lǐng)域，隨著發(fā)酵工程趨向設(shè)備大型化、高效和自動化，對規(guī)模化的生產(chǎn)エ藝操作和裝備設(shè)計提出了更高的要求，其中非常重要的ー個生產(chǎn)環(huán)節(jié)就是對發(fā)酵培養(yǎng)基等連消系統(tǒng)進(jìn)行消毒的過程，特別是利用好氧微生物進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)時，對培養(yǎng)基和流加物的連消系統(tǒng)進(jìn)行消毒是發(fā)酵過程的成敗關(guān)鍵，如果連消系統(tǒng)消毒不徹底，將會引起在發(fā)酵過程中染菌，從而不能保證發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)量，甚至導(dǎo)致發(fā)酵過程失敗，造成生產(chǎn)企業(yè)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在發(fā)酵エ業(yè)生產(chǎn)企業(yè)對發(fā)酵培養(yǎng)基或流加物連消系統(tǒng)進(jìn)行消毒時，一般根據(jù)殺菌熱介質(zhì)的狀態(tài)分為蒸汽(125°C 130°C )消毒(簡稱汽消)和高溫?zé)崴?125°C 130°C ) 消毒(簡稱水消)兩類系統(tǒng)。汽消系統(tǒng)エ藝的優(yōu)點是升溫快、時間短、加熱效率高、操作相對簡單；缺點是殺菌溫度不好控制，在設(shè)備和管道中殘留的物料易結(jié)垢，影響消毒的效果，是造成發(fā)酵過程染菌的因素。而水消系統(tǒng)的優(yōu)點是殺菌溫度控制平穩(wěn)；在消毒的同時清洗了設(shè)備和管道，殺菌效果更加安全可靠；缺點是目前國內(nèi)發(fā)酵生產(chǎn)企業(yè)在使用水消系統(tǒng)エ藝時，因為沒能有效解決能量回收和系統(tǒng)平衡的難題，在高溫水回到水罐前，為了維持系統(tǒng)的平衡，只能通過閃蒸和直接排放的方式，將125°C 130°C的高溫?zé)崴档?00°C以下，故在循環(huán)消毒過程中需要不斷地用蒸汽再將水消罐的水加熱到125°C 130°C，造成能源浪費?；谏鲜鰞煞N消毒系統(tǒng)的特點，由于目前國內(nèi)發(fā)酵生產(chǎn)企業(yè)無法解決對發(fā)酵培養(yǎng)基或流加物連消系統(tǒng)進(jìn)行水消エ藝中存在的問題，所以絕大多數(shù)企業(yè)采用的都是汽消系統(tǒng) エ藝，使具有安全、平穩(wěn)、容易控制等特點的水消系統(tǒng)卻無法在發(fā)酵行業(yè)中廣泛使用，極大的制約了這項技術(shù)在發(fā)酵行業(yè)中的推廣和應(yīng)用。而如何在保持水消系統(tǒng)的特點，又能夠降低能源消耗，這是提出本發(fā)明的ー個前題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于對好氧微生物發(fā)酵培養(yǎng)基或流加物連續(xù)消毒殺毒系統(tǒng)進(jìn)行帶壓高溫?zé)崴茎ㄋ嚰霸O(shè)備管路配置，本エ藝除完全保持了水消系統(tǒng)安全、可靠、控制平穩(wěn)等特點外，還大大降低能源消耗，使水消系統(tǒng)在發(fā)酵行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。為達(dá)到上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案這種用于對好氧微生物發(fā)酵培養(yǎng)基或流加物連續(xù)消毒殺菌系統(tǒng)進(jìn)行帶壓高溫?zé)崴鞠ㄋ嚢ㄒ韵虏襟EI)將帶壓水消罐的水加滿，同時，排出罐內(nèi)空氣，罐中水通過水消泵接入換熱器 A，將水加熱；2)熱水通過維持罐沿著培養(yǎng)基或流加物的進(jìn)料管路，在進(jìn)發(fā)酵罐或流加罐之前返回帶壓水消罐，到達(dá)指定液位后，進(jìn)出水進(jìn)入閉路循環(huán)，不斷循環(huán)加熱水，罐內(nèi)水溫不斷升高，不凝氣不斷排出；3)當(dāng)水溫到達(dá)100°C時，關(guān)閉排氣閥，隨著水溫的升高水消罐內(nèi)對應(yīng)的壓力也在升高，當(dāng)水溫達(dá)到125°C 130°C時，水消罐內(nèi)對應(yīng)的壓力0. 14 0. 18MPa(表壓)，系統(tǒng)進(jìn)出水進(jìn)入帶壓閉式循環(huán)狀態(tài)，隨即進(jìn)行系統(tǒng)的水消，水消過程完成后，水消罐出水停止，開啟進(jìn)料閥門使物料進(jìn)入連續(xù)消毒殺菌系統(tǒng)。在帶壓閉式循環(huán)狀態(tài)下，通過開啟或關(guān)閉供水泵保持罐內(nèi)設(shè)定的液位。在帶壓閉式循環(huán)狀態(tài)下，根據(jù)水消罐出水溫度調(diào)節(jié)換熱器A的蒸氣流量。帶壓水消罐的高溫水溫度為125°C 130°C，高溫水經(jīng)過維持罐后沿著培養(yǎng)基或流加物的進(jìn)料管路，在進(jìn)發(fā)酵罐或流加罐之前返回水消罐，在發(fā)酵培養(yǎng)基或流加物進(jìn)行連消之前，對從連消泵到發(fā)酵罐或流加罐的入口閥門處之間的管路和設(shè)備進(jìn)行消毒。消毒完成后，關(guān)閉水消罐出水閥和回水閥，打開配料罐出料閥和發(fā)酵罐或流加罐進(jìn)料閥，開始對物料進(jìn)行連消。ー種用于所述的帶壓水消エ藝的設(shè)備管路配置，它包括帶壓水消罐，罐上設(shè)進(jìn)水閥門VI、排空閥門V2，出水閥門V4，閥門V4連接到各連消系統(tǒng)的連消泵進(jìn)ロ，連消泵進(jìn)ロ 還與配料罐供應(yīng)管上的閥門V3的出ロ相接，換熱器A通過閥門6連接水消泵出ロ接閥門 V6,閥門V6的另一端接換熱器A進(jìn)ロ，換熱器A出ロ接維持罐，維持罐的出ロ接換熱器B， 換熱器B的出ロ接換熱器C，換熱器C出ロ接進(jìn)發(fā)酵罐或流加罐閥門V9，閥門V9上段設(shè)排水閥門VlO，閥門VlO另一端連接回配料罐的回水管；換熱器C出ロ還接閥門VII，閥門Vll 另一端連接回帶壓水消罐的回水管。帶壓水消罐上設(shè)壓カ安全閥。所述的帶壓水消罐設(shè)液位探頭。所述的帶壓水消罐設(shè)溫度探頭和排氣管上的開關(guān)閥。本エ藝亦可用于對多套發(fā)酵培養(yǎng)基連消系統(tǒng)分別進(jìn)行帶壓水消操作；本エ藝亦可用于ー套發(fā)酵培養(yǎng)基連消系統(tǒng)和ー套流加物連消系統(tǒng)同時進(jìn)行帶壓水消操作；本エ藝亦可用于多套流加物連消系統(tǒng)同時進(jìn)行帶壓水消操作。本發(fā)明的優(yōu)點是帶壓水消生產(chǎn)過程操作溫度平穩(wěn)、連續(xù)、可靠，對管路進(jìn)行了清洗，防止物料在設(shè)備罐壁和管壁上結(jié)垢，提高了系統(tǒng)的安全性，熱能損失少，降低能源消耗。


圖I :本發(fā)明帶壓水消的設(shè)備管路配置示意I中，Vl為進(jìn)水閥門，V2為排氣閥門，V3為出料閥門，V4為出水閥門，V5為進(jìn)料閥門，V6為進(jìn)水閥門，V7為蒸汽閥門，V8為進(jìn)水閥門，V9為進(jìn)料閥門，VlO為排水閥門， Vll回水閥門。
具體實施例方式一種用于本帶壓水消エ藝的設(shè)備管路配置，它包括帶壓水消罐，水消罐上的進(jìn)水閥門VI，該閥門連接車間供水管，水消罐上的排氣閥門V2，該閥門連接排空管路；水消罐上的出水閥門V4，該閥門連接到各連消系統(tǒng)的連消泵進(jìn)ロ ；連消泵進(jìn)ロ還與配料罐供應(yīng)管上的出料閥門V3的出口相接。設(shè)備管路配置還包括換熱器A (升溫)，換熱器B (預(yù)熱)，換熱器C (降溫)及維持罐。換熱器A進(jìn)水閥門V6，該閥門一端連接進(jìn)水管道，另一端連接換熱器A物料通道進(jìn)ロ ； 換熱器A蒸汽閥門V7，該閥門一端連接進(jìn)蒸汽管道，另一端連接換熱器A蒸汽通道進(jìn)ロ ；換熱器B進(jìn)料閥門V5，該閥門一端連接進(jìn)料管道，另一端連接換熱器B物料通道進(jìn)ロ；換熱器 C進(jìn)水閥門V8，該閥門一端連接冷卻水進(jìn)水管道，另一端連接換熱器C冷卻水通道進(jìn)ロ。換熱器B的出ロ接換熱器C，換熱器C出ロ接進(jìn)發(fā)酵罐或流加罐進(jìn)料閥門V9，該閥門一端連接進(jìn)料(進(jìn)水)管，另一端連接發(fā)酵罐或流加罐；閥門V9上段排水閥門V10，該閥門一端連接進(jìn)料(進(jìn)水)管，另一端連接回配料罐的回水管；回水閥門VII，該閥門一端連接進(jìn)料(進(jìn)水)管，另一端連接回帶壓水消罐的回水管。本配置中，換熱器A(加熱)、換熱器B(預(yù)熱)，換熱器C(降溫)可采用螺旋板換熱器。本帶壓水消エ藝的具體操作步驟如下I)打開帶壓水消罐進(jìn)水閥門VI，往帶壓水消罐內(nèi)補水，同時打開水消罐排氣閥門2，排出罐內(nèi)空氣；2)水消罐滿罐后,依次開啟水消罐出水閥門4、連消泵、進(jìn)水閥6,使水消罐的水通過連消泵直接進(jìn)入換熱器A，同時開啟蒸汽閥7，使蒸汽進(jìn)入換熱器A，將水加熱，開啟發(fā)酵罐或流加罐進(jìn)料閥V9上部小排水閥VlO和水消罐回水閥VII，使熱水通過整個維持罐和換熱器B及換熱器C，直到進(jìn)料閥V9上部，對其進(jìn)行消毒，并返回帶壓水消罐；此時配料罐出料閥V3、換熱器B進(jìn)料閥V5、換熱器C的冷卻水進(jìn)水閥V8、發(fā)酵罐或流加罐進(jìn)料閥V9均為關(guān)閉狀態(tài)；3)當(dāng)高溫水返回帶壓水消罐后，且水消罐達(dá)到指定液位，自動關(guān)閉進(jìn)水閥VI，使系統(tǒng)進(jìn)入閉式循環(huán)狀態(tài)；4)高溫水與水消罐內(nèi)的冷水混合會降溫，隨著不斷循環(huán)加熱水，罐內(nèi)水溫不斷升高，不凝氣不斷排出，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定的100°C吋，自動關(guān)閉排氣閥V2;水消罐內(nèi)水溫大于 100°C后，隨著水溫的升高水消罐內(nèi)對應(yīng)的壓力也在升高，當(dāng)水溫達(dá)到125°C 130°C吋，帶壓水消罐內(nèi)對應(yīng)的壓力0. 14 0. ISMPa (表壓)，使系統(tǒng)進(jìn)出水進(jìn)入帶壓閉式循環(huán)狀態(tài)；5)連消泵根據(jù)罐內(nèi)設(shè)定的液位進(jìn)行運行，低液位開泵，高液位停泵，保證罐內(nèi)液位；6)當(dāng)換熱器A出水水溫達(dá)到125°C 130°C吋，開始記錄循環(huán)時間；7)水消過程完成后，關(guān)閉閥門V4，水消罐出水停止，同時開啟閥門V3，使物料進(jìn)入連消系統(tǒng)；關(guān)閉閥門VII、閥門V10，打開閥門V9，使熱水不回帶壓水消罐而進(jìn)到發(fā)酵罐內(nèi)； 關(guān)閉閥門V6，同時打開閥門V5，使物料進(jìn)入換熱器B進(jìn)行預(yù)熱；開啟閥門V8，冷卻水進(jìn)入換熱器C，對物料進(jìn)行冷卻，這時物料連消系統(tǒng)開始運行，并把管道中剰余的水頂?shù)桨l(fā)酵罐中，開始發(fā)酵培養(yǎng)基或流加物的連消過程。
權(quán)利要求
1.一種用于對好氧微生物發(fā)酵培養(yǎng)基或流加物連續(xù)消毒殺菌系統(tǒng)進(jìn)行帶壓高溫?zé)崴茎ㄋ嚕涮卣髟谟谒ㄒ韵虏襟E1)將帶壓水消罐的水加滿，同時,排出罐內(nèi)空氣,罐中水通過水消泵接入換熱器A，將水加熱；2)熱水通過維持罐沿著培養(yǎng)基或流加物的進(jìn)料管路，在進(jìn)發(fā)酵罐或流加罐之前返回帶壓水消罐，到達(dá)指定液位后，進(jìn)出水進(jìn)入閉路循環(huán)，不斷循環(huán)加熱水，罐內(nèi)水溫不斷升高，不凝氣不斷排出；3)當(dāng)水溫到達(dá)100°C時，關(guān)閉排氣閥，隨著水溫的升高水消罐內(nèi)對應(yīng)的壓力也在升高， 當(dāng)水溫達(dá)到125°C 130°C時，水消罐內(nèi)對應(yīng)的壓力0. 14 0. 18MPa(表壓)，系統(tǒng)進(jìn)出水進(jìn)入帶壓閉式循環(huán)狀態(tài)，隨即進(jìn)行系統(tǒng)的水消，水消過程完成后，水消罐出水停止，開啟進(jìn)料閥門使物料進(jìn)入連續(xù)消毒殺菌系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶壓高溫?zé)崴茎ㄋ?，其特征在于在帶壓閉式循環(huán)狀態(tài)下，通過開啟或關(guān)閉連消泵保持罐內(nèi)設(shè)定的液位。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶壓高溫?zé)崴茎ㄋ嚕涮卣髟谟谠趲洪]式循環(huán)狀態(tài)下，根據(jù)水消罐出水溫度調(diào)節(jié)換熱器A的蒸氣流量。
4.ー種用于權(quán)利要求I所述的帶壓水消エ藝的設(shè)備管路配置，其特征在于它包括帶壓水消罐，罐上設(shè)進(jìn)水閥門VI、排空閥門V2，出水閥門V4，閥門V4連接到各連消系統(tǒng)的連消泵進(jìn)ロ，連消泵進(jìn)ロ還與配料罐供應(yīng)管上的閥門V3的出口相接，換熱器A通過閥門6連接水消泵出ロ接閥門V6，閥門V6的另一端接換熱器A進(jìn)ロ，換熱器A出ロ接維持罐，維持罐的出ロ接換熱器B，換熱器B的出ロ接換熱器C，換熱器C出ロ接進(jìn)發(fā)酵罐或流加罐閥門 V9,閥門V9上段設(shè)排水閥門V10，閥門VlO另一端連接回配料罐的回水管；換熱器C出口還接閥門VII，閥門Vll另一端連接回帶壓水消罐的回水管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備管路配置，其特征在于帶壓水消罐上設(shè)壓カ安全閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備管路配置，其特征在于所述的帶壓水消罐設(shè)液位探頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備管路配置，其特征在于所述的帶壓水消罐設(shè)溫度探頭和排氣管上的開關(guān)閥。
全文摘要
一種用于對好氧微生物發(fā)酵培養(yǎng)基或流加物連續(xù)消毒殺菌系統(tǒng)進(jìn)行帶壓高溫?zé)崴竟に嚰霸O(shè)備管路配置，工藝包括以下步驟1)將帶壓水消罐的水加滿，同時，排出罐內(nèi)空氣，罐中水通過連消泵接入換熱器A，將水加熱；2)熱水通過維持罐沿著培養(yǎng)基或流加物的進(jìn)料管路，在進(jìn)發(fā)酵罐或流加罐之前返回帶壓水消罐，到達(dá)指定液位后，進(jìn)出水進(jìn)入閉路循環(huán)，不斷循環(huán)加熱水，罐內(nèi)水溫不斷升高，不凝氣不斷排出；3)當(dāng)水溫到達(dá)100℃時，關(guān)閉排氣閥，隨著水溫的升高水消罐內(nèi)對應(yīng)的壓力也在升高，當(dāng)水溫達(dá)到125℃～130℃時，系統(tǒng)進(jìn)出水進(jìn)入帶壓閉式循環(huán)狀態(tài)，隨即進(jìn)行系統(tǒng)的水消。本發(fā)明的優(yōu)點是帶壓水消生產(chǎn)過程平穩(wěn)、連續(xù)、可靠，提高了發(fā)酵工程培養(yǎng)基或流加物連消系統(tǒng)的安全性，帶壓水消熱能損失少，降低能源消耗。
文檔編號A61L2/04GK102600490SQ201210009179
公開日2012年7月25日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者印建鋼, 蘇峰潔 申請人:中國中輕國際工程有限公司